estudo regulador de tensão

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ESTUDO DO REGULADOR DE TENSÃO E ANÁLISE DOS IMPACTOS DA GERAÇÃO 
FOTOVOLTAICA NA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
Gleyson Magalhães Santos1; Msc. Olivar Borges2. 
 
1Estudante de Engenharia Elétrica, IFTM, Campus Paracatu, gleyson.santos@estudante.iftm.edu.br 
2 Professor do IFTM, Campus Paracatu, MG, olivar@iftm.edu.br 
 
Resumo: O mundo moderno possui o propósito de constante evolução econômica e tecnológica, por 
consequência exige alto padrão de consumo de energia elétrica. Para garantir esses objetivos, existe a 
necessidade de investimentos por parte das concessionárias para entrega da energia elétrica com a 
qualidade regulamentada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Os estudos sobre 
distribuição de energia elétrica trazem soluções para problemas de instabilidade do nível de tensão através 
da instalação de regulador de tensão. Essa pesquisa traz dois tipos de reguladores de tensão monofásicos 
mais usados nas redes de distribuição de energia (autobooster e 32 degraus) junto a suas características, 
aplicações e seu funcionamento. A busca por energias renováveis intensificou a geração fotovoltaica na 
matriz energética. Por isso, esse trabalho apresenta as causas adversas e impactos nos reguladores de tensão 
aos longos das redes de distribuição de energia elétrica devido a variação de tensão causada pela geração 
distribuída (GD) em 4 cenários, avaliando a operação de comutação de TAP do regulador de tensão na 
rede de distribuição afim de manter os níveis de tensão dentro do modulo 8 do Procedimento de 
Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Nacional (PRODIST). Tais análises foram realizadas através 
de estudos de caso com auxílio do software OpenDSS. 
 
Palavras-chave: Sistema de distribuição de energia elétrica. Qualidade da energia elétrica. 
Regulador de tensão. Geração distribuída. OpenDSS. 
 
 
STUDY OF THE VOLTAGE REGULATOR AND ANALYSIS OF THE IMPACTS OF 
PHOTOVOLTAIC GENERATION ON THE ELECTRIC ENERGY DISTRIBUTION 
NETWORK 
Abstract: The modern world has the purpose of constant economic and technological 
evolution, therefore it demands a high standard of electricity consumption. To guarantee these 
objectives, there is a need for investments by concessionaires to deliver electricity with the 
quality regulated by National Electric Energy Agency (ANEEL). Studies on electrical energy 
distribution bring solutions to voltage level instability problems through the installation of a 
voltage regulator. This research brings two types of single-phase voltage regulators most used 
in energy destruction networks (autobooster and 32 steps) together with their characteristics, 
applications and operation. The search for renewable energy has intensified photovoltaic 
generation in the energy matrix. Therefore this work presents the adverse causes and impacts 
on voltage regulators along the electricity distribution networks due to voltage variation caused 
by distributed generation (GD) in 4 scenarios, evaluating the TAP switching operation of the 
voltage regulator voltage in the distribution network in order to maintain voltage levels within 
module 8 of the Electricity Distribution Procedure in the National System (PRODIST). Such 
analyzes were carried out through case studies with the aid of the OpenDSS software. 
 
Keywords: Electric power distribution system, Electric power quality, Voltage regulator, 
Distributed generation, OpenDSS. 
 
2 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O desenvolvimento econômico de um país está ligado diretamente ao Sistema Elétrico 
de Potência (SEP) constituído pela geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Desta 
forma, é importante o investimento em recursos que aumentam a qualidade da distribuição da 
energia, com o objetivo de melhorar a produtividade industrial, ampliar os recursos 
tecnológicos na agropecuária e contribuir para o bem estar e conforto da sociedade. 
Devido ao aumento da carga instalada e consumo nas unidades consumidoras há 
exigência de investimentos por parte das concessionárias para entrega da energia elétrica com 
qualidade ao consumidor. A ANEEL é o órgão regulamentador de todo setor elétrico, desde a 
geração até a comercialização da energia elétrica, visando a qualidade dos serviços prestados 
pelas concessionárias. 
Para atender diversas unidades consumidoras, a energia elétrica percorre longas 
distâncias e um dos obstáculos é a dificuldade em transportar essa energia em níveis adequados 
de tensão. A grande distância percorrida na transmissão provoca perdas de tensão no caminho 
trilhado, além das oscilações ao longo do dia, devido a variação de cargas no sistema, sofrendo 
alteração no padrão de qualidade da energia, impactando diretamente o consumidor final. 
No Brasil temos um crescente aumento de GDs, reflexo de políticas públicas que 
incentivam fontes de energia renovável, dados apresentados pelo Ministério de Minas e Energia 
revelam que é previsto que esse cenário cresça nos próximos anos. As fontes eólicas e solares 
juntas possuem aproximadamente 25 % da capacidade total do país. (BRASIL, 2023). 
 Apesar dos benefícios de produção de energia limpa proporcionados pelas GDs estudos 
atuais podem acarretar um constante desnível de tensão nas redes de distribuição. Por 
consequência prejudica a qualidade da tensão, sendo necessário a instalação de equipamentos 
de controle de tensão para que a energia seja distribuída em conformidade com os padrões 
exigidos. 
Os estudos sobre distribuição de energia trazem soluções para problemas de 
instabilidade do nível de tensão através da instalação de regulador de tensão. Esse equipamento 
é um autotransformador que pode tanto aumentar, quando reduzir a tensão, utilizado para 
manter o nível de tensão dentro dos valores pré-estabelecidos. Os reguladores de tensão são 
3 
colocados ao longo dos alimentadores com a função de ajustar os níveis de tensão e reduzir a 
instabilidade nas redes de distribuição. 
Essa pesquisa possui a finalidade de estudar conceito, tipos, condições de utilização, e 
os impactos causados pela geração fotovoltaica nos níveis de tensão e nos reguladores de 
tensão. Portanto, o equilíbrio da tensão evita que as concessionárias de energia elétrica sejam 
multadas em caso de instabilidade da energia. Esse estudo será feito através de pesquisas 
bibliográficas e análise de estudo de caso. 
2 REFERENCIAL TEÓRICO 
2.1 A IMPORTÂNCIA DOS REGULADORES DE TENSÃO 
Caraterizados como um dos principais fatores para o desenvolvimento econômico de 
um país, a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica é prioridade para a sociedade 
no mundo moderno e globalizado. Os setores econômicos secundários e terciários dependem 
de um alto padrão de qualidade de energia elétrica para o desenvolvimento industrial, comercial 
e aumento da qualidade de vida e bem estar de toda sociedade. (CARLI, 2018) 
O Brasil tem aproveitado recursos renováveis para produção de energia elétrica, no 
primeiro semestre de 2023, energia hidráulica, eólica e solar, foram 90% dos recursos utilizados 
para o abastecimento de eletricidade, segundo os dados do Operador Nacional do Sistema 
Elétrico (ONS). No mês de março de 2023, a capacidade brasileira de gerar a energia através 
das hidrelétricas chegaram a 82,6 %, essa foi a maior porcentagem calculada, desde o ano de 
2011 (82,9 %) (ONS, 2023), mas há pouco tempo o Brasil passou pela pior crise hidrológica 
desde 1930, e ainda no ano de 2021 estava enfrentando essa situação (ONS, 2021). 
A matriz elétrica brasileira é ainda mais renovável do que a energética, isso porque 
grande parte da energia elétrica gerada no Brasil vem de usinas hidrelétricas. A 
energia eólica também vem crescendo bastante, contribuindo para que a nossa matriz 
elétrica continue sendo em cima maior parte renovável (EPE,2022). 
No período de escassez hídrica, foi necessário a utilização das usinas termoelétricas para 
conseguirsuprir o abastecimento de energia, porém essa forma de produção elétrica é muito 
poluidora e de alto custo, dessa forma, houve bastante investimento em outros tipos de energia 
como eólica e solar. Esse tipo de energia renovável geralmente é situado próximo das unidades 
consumidoras, e podem ser estabelecidas pelos consumidores na extensão da rede de 
distribuição, retratando uma geração distribuída (GAMA, 2021). 
4 
 Os altos níveis de GD (geração de rede distribuída) dificultam a qualidade da 
distribuição de energia elétrica, então, faz-se necessário regular a tensão para respeitar os níveis 
de conformidade previstos na ANEEL (GAMA, 2021). 
A busca por melhorias e confiabilidade nos sistemas de redes de distribuição tem gerado 
grandes mudanças para entrega da energia com qualidade ao consumidor final. Entre essa 
busca, se encontra o melhoramento dos níveis de tensões através de reguladores de tensão 
monofásicos, seguindo os parâmetros relativos ao fornecimento e consumo da energia elétrica, 
diminuindo as perdas de energia no percurso entre a geração até as unidades consumidoras. 
Existe um padrão de energia elétrica estabelecido através de indicadores pela ANEEL por meio 
do PRODIST módulo 8. A avaliação na qualidade de energia pode ser constatada através da 
tensão do atendimento classificada em tensão adequada, precária ou crítica (CARVALHO, 
2012). 
O módulo 8 do PRODIST engloba os requisitos para que ocorra a distribuição de energia 
elétrica de forma eficiente. Dessa forma, é importante observar as faixas de variação de tensão, 
através de medições, e é obrigação da concessionária indenizar aos clientes que estão sendo 
prejudicados pelo serviço prestado de forma irregular (BURATTI, 2016). 
O equipamento Regulador de Tensão (RT) serve para manter um nível de tensão pré-
estabelecido em um alimentador, mesmo em meio de variações de cargas, para que as empresas 
fornecedoras de energia elétrica possam distribuir energia de boa qualidade (BLATT, 2016). 
Entende-se que o RT é um autotransformador automático que contém comutação de TAP’S 
para que seja ajustado de acordo com os níveis de tensão (MADRUGA, 2011). 
2.2 OS PRINCIPAIS TIPOS DE REGULADORES DE TENSÃO 
As redes de distribuição de média tensão possuem dois principais tipos de RT’s na 
função de controlar os níveis de tensão, são eles: autobooster e autotransformadores de trinta e 
dois degraus (MADRUGA, 2011). 
O autobooster é monofásico e contém 4 degraus de 1,5% a 2,5% cada, equivalente a 
uma capacidade total de ± 6% e 10%. Esse equipamento funciona no controle de tensão em 
único sentido, ou seja, não eleva e abaixa a tensão de forma simultânea e pode ser usado como 
auxiliador para os 32 degraus em várias execuções (MADRUGA, 2011). Esse equipamento 
possui funcionamento mais simples em relação a regulação da tensão. (MAMEDE, 2013). 
5 
Figura 1 – Esquema do regulador autobooster configurado como elevador de tensão 
 
Fonte: FELBER, (2010, p.52) 
Figura 2 – Esquema do regulador autobooster configurado como redutor de tensão 
 
Fonte: FELBER, (2010, p.53) 
Conforme a representação da Figura 1 o regulador de tensão está parametrizado na 
posição R (Raise) como elevador de tensão. Já na representação da Figura 2 o regulador de 
tensão está parametrizado na posição L (Lower), como abaixador de tensão. Nos esquemas 
acima o diagrama da direita é uma simplificação do diagrama da esquerda (FELBER, L. A, 
2010). 
 O autobooster é composto das seguintes partes: tanque de aço cheio de óleo mineral, 
dentro do qual se encontra a parte ativa do equipamento; núcleo e enrolamento que constituem 
a parte ativa; trocador de posição (motor de carregamento da mola, mola de impulso, resistor 
de ponte e batente); tampa de aço e para-raios (MAMEDE,2013). 
O regulador de tensão 32 degraus concede em seus terminais de saída uma tensão em 
níveis constantes e previamente estabelecidos. O autobooster opera como elevador ou somente 
abaixador de tensão, então, o modelo 32 degraus se diferencia, pois pode realizar a diminuição 
ou aumento da tensão nos seus terminais (MAMEDE, 2013). O modelo 32 degraus geralmente 
possui um relé que identifica o exato momento para diminuir ou aumentar a tensão de 
6 
alimentação. Para esse propósito a tensão de alimentação é mensurada por meio de um 
transformador de potencial comparado com a tensão parametrizada no relé sensor de tensão. 
Quando a tensão está fora dos seus valores pré-estabelecidos é iniciada a temporização (tempo 
morto). Passado esse tempo envia-se um sinal para operação da chave de comutação de tensão 
(FELBER, L. A, 2010). 
Figura 3 – Regulador de tensão 32 degraus 
 
Fonte: Mamede, (2013, p.918) 
É comum a utilização dos reguladores de tensão de 32 degraus em redes de distribuição 
rurais de vários quilômetros, é instalado em trecho com grande variação de queda de tensão, 
onde sua tensão máxima não atinge o valor mínimo determinado pela ANEEL (MAMEDE, 
2019). 
Os reguladores de tensão são empregados em subestações, alimentadores, 
alimentadores longos e alimentadores rurais para compensar a queda de tensão 
excessiva e melhorar o perfil da tensão (REIS, 2013). 
Nesse caso os geradores de energia são muitos distantes e é preciso percorrer um longo 
caminho para entregar a energia, isso faz com que os níveis de tensão caiam e sofram variação 
até chegar no seu destino (MAMEDE, 2013). 
Dessa forma, considera-se os reguladores de tensão como fonte de aprimoramento do 
atendimento na distribuição de energia elétrica (CARVALHO, 2012). Nas redes de distribuição 
rural são mais usados RT’s monofásicos e geralmente nas subestações são utilizados 
reguladores trifásicos (MAMEDE, 2013). 
7 
 Os bancos de reguladores trifásicos são empregados de forma frequente no sistema de 
redes de distribuição, são compostos por RT´s monofásicos, desse modo, cada regulador de 
tensão possui circuitos compensadores de forma autônoma e as comutações ocorrem de forma 
individual em cada fase (BURATTI, 2016). 
Figura 4 – Banco regulador de tensão 
 
Fonte: Cerim, (2016) 
2.3 IMPACTOS CAUSADOS PELA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA (GD) NA REDE DE 
DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
Elevados índices de energia solar fotovoltaica podem gerar variação de tensão e 
sobretensão nas redes de distribuição, essas consequências são mais fortes quando são 
instaladas muitas placas fotovoltaicas no final de alimentadores longos e carregados. A potência 
real e reativa gerada pelas GDs podem interferir na tensão em regime permanente, 
comprometendo a qualidade de energia elétrica e a operação dos dispositivos de proteção da 
rede de distribuição (BEZERRA, 2019). 
Estudos apresentam como a potência gerada pelos sistemas fotovoltaicos alteram a 
curva de demanda dentro do sistema de distribuição de energia elétrica. A figura abaixo 
representa um pico da geração no instante de tempo diferente do pico de demanda (PALUDO, 
2014). 
8 
Figura 5- Demanda de carga e potência fotovoltaica no período de um dia.
 
Fonte: Smith, (2011) 
A introdução de GDs no local próximo da carga possibilita a redução de demanda de 
potência na Subestação (SE). Conforme representado na figura 5, certo período do dia a 
potência gerada pelas GDs é maior que o consumo de carga (PALUDO, 2014). 
Essa situação pode acarretar um fluxo de potência reversa no ponto de conexão do 
gerador fotovoltaico com a rede de distribuição elétrica. Então, esse fluxo de potência 
bidirecional pode gerar tensões fora dos limites padrões dos equipamentos elétricos, outra 
questão que o fluxo reverso pode acarretar é a perturbação do sistema de proteção e na regulação 
de tensão (PALUDO, 2014). 
O método de regulação de tensão através de on load tap changer (OLTC) é muito 
utilizado nos sistemas de transmissão no início dos alimentadores, esse regulador de tensão na 
subestação é do tipo transformador, isto é, um transformador que consegue realizar TAP e 
regular a tensãomesmo operando com carga. Os painéis fotovoltaicos nos trazem uma nova 
forma de geração de energia, não sendo mais a subestação a principal fonte de potência no 
sistema. A elevação/queda de tensão mediante GD exige uma atuação frequente na operação 
dos OLTCs e RT´s, o que resulta no desgaste, redução da vida útil desses equipamentos 
(BEZERRA, 2019). 
Os períodos de baixo consumo e elevada produção de energia solar podem acarretar 
sobretensões do sistema, sobretudo em sistemas de gerador de energia solar de alta potência ou 
em geradores de potência menor, mas em grande quantidade. Esse efeito provoca no sistema de 
9 
distribuição um resultado adverso nos elementos da rede que usufruem do monitoramento de 
tensão remota conhecida como (LDC) Line Drop Compesation (BEZERRA, 2019). 
 Entretanto, os níveis de tensão devem obedecer aos valores pré-estabelecidos para 
preservar a vida útil dos equipamentos de controle de tensão e também para que através do 
sistema proteção não seja desconectada a GD da rede (GAMA, 2021). 
O modelo convencional do sistema de controle de comutador de tensão é feito através 
da medição da tensão e da corrente da carga, estima a tensão do ponto remoto, e faz a mudança 
de TAP quando a tensão mesurada está fora do padrão. (GAMA, 2021). 
2.4 MATERIAL E MÉTODOS 
Os materiais utilizados são estudos realizados por Gama (2021) em revista de tecnologia 
aplicada e na dissertação de mestrado de Paludo (2014) ambas possuem simulações da rede 
distribuição e sistema fotovoltaico existente no OpenDSS. 
2.4.1 Métodos utilizados na análise da pesquisa do Gama (2021) 
A primeiro momento será analisada uma pesquisa feita por Gama (2021) que possui 
objetivo de identificar os impactos causados pelas GDs nas redes de distribuição e no regulador 
de tensão. Para isso, serão analisadas as variações de tensão e de TAPs, por meio do software 
OpenDSS, utilizando o caso teste de 8.500 barras do IEEE (Institute of Electrical and 
Electronics Engineers) da biblioteca do OpenDSS, em cenário com e sem a presença de GDs. 
O estudo verificou a qualidade de energia entregue aos consumidores e os possíveis 
impactos causados aos reguladores de tensão presentes na rede de distribuição. Será avaliado o 
regulador VREG2, averiguando suas 3 fases (A, B e C) com delay de 15 segundos. No primeiro 
cenário não foi utilizada a Geração Fotovoltaica, avaliou-se a variação de tensão sem as GDs; 
o segundo cenário possui geração fotovoltaica com 50% de penetração da GDs e delay de 15 
segundos na comutação do TAP do RT; o terceiro cenário possui geração fotovoltaica com 90% 
de penetração da GDs e delay de 15 segundos na comutação do TAP do RT. 
2.4.2 Métodos utilizados na análise da pesquisa da Paludo (2014) 
Na análise da dissertação de mestrado Paludo (2014) foram observadas simulações, por 
meio do software OpenDSS, com o sistema IEEE 13 barras, estabelecendo que as barras tem 
seus valores fixos, em episódios de carga média e carga máxima. A condição de carga média 
considerando 50% da potência nominal das cargas. No estudo foi considerado a conexão de 
geradores trifásicos nas barras 675. O fator de potência adotado para o sistema fotovoltaico foi 
unitário, pois foi considerado apenas a injeção de potência ativa por parte dos geradores. Os 
limites de tensão utilizados foram 1,05 pu, para limite superior e 0,93 pu para limite inferior, 
em conformidade ao módulo 8 do PRODIST. O objetivo do estudo foi identificar as 
10 
consequências da conexão do gerador na barra de maior carga do sistema IEEE 13 barras, com 
intuito de analisar os impactos dos geradores fotovoltaicos na rede de distribuição. 
2.5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
2.5.1 Estudo dos resultados e discussões da pesquisa do Gama (2021) 
 O cenário 1 representa uma rede IEEE 8.500 barras sem GDs inseridas. O regulador de 
tensão funcionam com delay de 15 segundos, com objetivo de manter a tensão em níveis 
padronizados pelo módulo 8 do PRODIST. O gráfico a seguir mostra a reação do regulador de 
tensão na rede sem GD e com cargas atualizadas no período horário. 
Figura 6 - Posição do TAP do VREG2 sem GD e delay de 15 segundos.
 
Fonte: Gama, (2021, p53) 
Durante às 14 horas de observação (de 05:00 até 18:30), referente a comutação da 
posição do TAP do regulador de tensão nas 3 fases do VREG2 representados na figura 6. 
Representado na figura 7, o RT atuou na faixa positiva, devido as subtensões na rede 
necessitando aumentar a tensão o secundário para que a tensão a jusante permaneça dentro do 
nível de qualidade. 
Figura 7 – Tensão no secundário do VREG2 sem GD e delay de 15 segundos. 
 
Fonte: Gama, (2021, p53) 
 A operação do equipamento trabalhou na tensão máxima por grande tempo na fase A, 
confirmando ser a fase mais carregada do sistema, onde a posição 16 do TAP representa a 
tensão 1,1 pu no secundário do regulador de tensão. Dessa forma, o regulador de tensão não 
garantiu que a tensão prevalecesse acima de 0,92 pu, visto que o limite de operação do 
equipamento necessitou ser acionado de forma constante. 
11 
 O regulador de tensão opera a cada 15 segundos, embora a curva de carga de baixa 
tensão da rede possuir dados horários. Então, determinados momentos existe um salto na 
variação do TAP que não é conservado. Isso é, em determinados momentos o TAP eleva em 
mais de 3 posições e depois reduz, como demonstrado na figura 6 às 08:30 na fase B. Devido a 
comutação do regular de tensão com delay de 15 segundos impossibilita a análise da nova 
tensão, antes da atuação do próximo ciclo. Depois que se corrige a tensão do ciclo anterior pelo 
regulador, novas comutações do TAP são feitas, sem a validação da nova informação de tensão 
da rede. 
 No software OpenDSS, o regulador de tensão é configurado para cada fase, 
possibilitando diversas configurações de TAP, de acordo com o carregamento por fase. A 
exposição das figuras 6 e 7 demonstram as diferentes posições de ajustes de tensão para cada 
fase. Ao longo das 14 horas simuladas, o VREG2 apontou 38 comutações do TAP para fase A, 
62 para fase B e 31 para a fase C. O elevado número de variações no TAP em curto período é 
relevante nesse estudo. 
Dentro do cenário 2 está incorporado 50% de GD na rede, conforme a capacidade 
nominal do transformador do alimentador, mantendo o delay de 15 segundos no RT. 
Figura 8 – Posição do TAP do VREG2 com 50 % de GD e delay de 15 segundos. 
 
Fonte: Gama, (2021, p54) 
 No primeiro caso não foi detectada comutações para níveis negativos do TAP, apontado 
subtensão. Na figura 8 nas três fases existem pontos de comutação negativa. A variação para 
valores negativos no posicionamento do TAP, define que o RT necessita ajustar-se em seu 
secundário para valores menores que 1,0 pu, de acordo com figura 9. No momento que a tensão 
depois do regulador de tensão está em ascensão, são realizadas comutações negativas para ficar 
em conformidade com os níveis de tensão aceitáveis pelo PRODIST. 
12 
Figura 9 – Tensão no secundário do VREG2 com 50 % de GD e delay de 15 segundos 
 
Fonte: Gama, (2021, p54) 
 As figuras 8 e 9 mostram que com a introdução de GD houve um alívio de carga, em 
determinados momentos do dia, sendo desnecessário na maior parte do tempo o ajuste na fase 
A no secundário do RT para o limite de 1,1 pu. Quando existe maior penetração de GD, o 
regulador de tensão necessita de corrigir de forma constante as sobretensões, como ilustrado na 
figura 8 às 08:58. 
 A curva de geração disposta para a simulação possui uma resolução de 30 segundos, 
então, nesse espaço de tempo a tensão da rede pode oscilar, de forma que provoque a frequente 
ação do regulador de tensão. Além disso, a oscilação dos níveis de geração provoca um 
funcionamento mais complexo para os reguladores de tensão, por isso, em comparação com o 
cenário sem GD, no atual cenário com 50% de GD possui uma mudança de TAP de 604, 483 e 
295 nas fases A, B, C respectivamente.Nota-se que a penetração de 50% de GD causa 7 vezes 
mais atuações do RT, na fase A chega a uma variação maior que 15 vezes. 
O Cenário 3 consiste na geração fotovoltaica com penetração de 90% em relação a 
potência nominal do transformador. Os reguladores de tensão estão configurados com atraso de 
comutação do TAP no modo default do OpenDSS, estabelecido em 15 segundos. Para avaliar o 
desempenho da rede por meio da operação do regulador de tensão, a figura 10 representa a 
variação do TAP do VREG2 ao longo do dia. 
13 
Figura 10 - Posição do TAP do VREG2 com 90 % de GD e delay de 15 segundos. 
 
Fonte: Gama, (2021, p57) 
 A figura 10 revela que o VREG2 possue alterações significativas em comparação com 
o cenário de 50% de penetração de GD. Porém, está explícito o aumento de atuação em faixas 
negativas de TAP. Isso indica que o aumento de geração fotovoltaica provoca mais sobretensões 
na rede, destacando os períodos de 08:00 e 15:30, de maior incidência dos raios solares. Mesmo 
com o aumento nas sobretensões, o VREG2 não precisou diminuir significativamente a tensão 
da rede a jusante. A figura 11 mostra que a tensão no secundário do transformador permaneceu 
acima de 0,95 pu. 
Figura 11 - Tensão no secundário do VREG2 com 90 % de GD e delay de 15 segundos. 
 
Fonte: Gama, (2021, p57) 
 É importante destacar que o aumento de penetração de GD proporciona um alívio de 
carga devido ao autoconsumo das cargas localizadas na mesma barra de geração. No entanto, 
durante períodos de baixa irradiação solar e alto consumo de carga, como entre 16:30 e 18:30, 
o VREG2 precisa operar próximo ao seu limite máximo de tensão para evitar problemas de 
subtensão na rede a jusante. 
14 
Em relação a quantidade de comutações necessárias para manter a rede IEEE 8.500 
operando dentro dos níveis de qualidade de energia estabelecidos, observa-se uma variação na 
posição do TAP de 648 vezes na fase A, 497 vezes na fase B e 404 vezes na fase C. Ao comparar 
a quantidade de variações no TAP durante o dia, verifica-se que a fase A, com 90% de 
incidência, apresentou uma redução no número de comutações em comparação à incidência de 
50%. Esse resultado pode ser justificado pelo fato de que a fase A possui mais consumidores 
de grande porte, conforme observado no cenário base sem GD (cenário 1), e, portanto, há mais 
possibilidades de clientes com GD. 
2.5.2 Estudo dos resultados e discussões da pesquisa do Paludo (2014) 
Na barra 675 houve uma variação gradativa da potência fotovoltaica até 850 kW, 
referente ao valor nominal da carga na barra na condição de carregamento máximo. As colunas 
coloridas da figura 12 representam variação da tensão em cada barra (nó), devido ao aumento 
progressivo da GD. Cada cor indica diferentes valores de potência fotovoltaica dentro do 
sistema elétrico. As fases B e C apresentam seus resultados na figura 13 e 14, de forma 
respectiva. As barras que não possuem resultado indicam a falta de determinada fase no nó. 
Figura 12 - Variação da tensão na fase A devido à conexão de sistema fotovoltaico na 
barra 675 
 
(a) Carga máxima (b) Meia carga 
 
 
 
 
 
 
 
15 
Figura 13 - Variação da tensão na fase B devido à conexão de sistema fotovoltaico na 
barra 675 
 
(a) Carga máxima (b) Meia carga 
 
Figura 14 - Variação da tensão na fase C devido à conexão de sistema fotovoltaico na 
barra 675 
 
(a) Carga máxima (b) Meia carga 
Fonte: Paludo, (2014, p.81) 
Inicialmente é possível perceber em quase todas as barras um aumento de tensão nas 3 
fases à medida que ocorre o aumento da potência fotovoltaica (SFV- Sistema fotovoltaico) 
instalada na barra 675. Observa-se que na situação de meia carga as tensões aumentam, devido 
às violações de tensões após a conexão com a GDs. Na situação de carga máxima existe 
interrupção no crescimento das tensões nas fases A e C, devido comutação do TAP do regulador 
de tensão. A fase B não teve nenhuma atuação do RT para situação de carga máxima, conforme 
ilustração das figuras 12 (a) e 14 (a). 
As movimentações dos TAPs nessa condição são observadas na figura 15(a), em relação 
a carga ativa total de 3366 kW, ocorre na fase C a primeira comutação de TAP quando a GD 
16 
alcançou 13% da carga total. Na fase A ocorreu a segunda mudança de TAP quando alcançou 
17%. 
As comutações de TAPs nas condições de meia carga que aconteceram nas fases A e B 
estão representadas na Figura 15 (b). Nesta circunstância foi considerado o total de carga 1683 
kW com a primeira comutação de TAP (fase A) em 10% do valor total da carga, a segunda 
comutação do TAP (fase B) ocorreu com 30% do valor total da carga. 
Figura 15 - Comportamento das posições de TAP à variação da potência do gerador 
fotovoltaico 
 
(a) Carga máxima (b) Meia carga 
Fonte: Paludo, (2014, p.82) 
Observou-se que a elevação da potência dos geradores fotovoltaicos ocorreu de forma 
controlada, porém proporcionou efeitos negativos na regulação do sistema de distribuição, 
sendo prejudicial aos reguladores de tensão ao estimular a frequência de chaveamento de TAPs 
sob carga que provoca o maior desgaste dos equipamentos. 
3 CONCLUSÃO 
 Os reguladores de tensão são muito utilizados no Brasil e apresenta bons resultados em 
manter os níveis de tensão adequados nos limites especificados, conforme o módulo 8 do 
PRODIST. O modelo 32 degraus é o mais utilizado na atualidade, pois opera no aumento e 
diminuição de tensão de forma simultânea. 
 A busca por diversificação da matriz energética e a produção de energia através de 
fontes renováveis para atender as necessidades dos consumidores e ter um meio ambiente mais 
equilibrado. Porém, a geração de energia renovável, em especial, a solar fotovoltaica, é 
realizada próximo das unidades consumidoras, podendo ser instaladas pelos consumidores no 
decurso da rede de distribuição. As GDs possuem um perfil de potência concentrada e aleatória, 
17 
então, nesse caso existe uma maior complexidade para o funcionamento das redes de 
distribuição, necessitando a busca de soluções através das redes inteligentes (smart grids). 
 A geração fotovoltaica gera fluxo reverso de energia em momentos que a geração é 
maior que o consumo, isso provoca o aumento do perfil da tensão. A grande quantidade de 
painéis fotovoltaicos pode afetar a tensão em regime permanente, ocasionando impacto na 
qualidade de energia. 
 Nesse trabalho foram analisados dois estudos de casos de autores diferentes para 
observação do comportamento nos níveis de tensão na rede de distribuição com a presença de 
geração fotovoltaica. O objetivo foi identificar a quantidade de atuações na variação TAPs dos 
reguladores de tensão. A análise das duas pesquisas trouxe a mesma conclusão: a penetração 
de geração fotovoltaica na rede provoca uma constante mudança de TAPs nos reguladores de 
tensão, o que leva ao desgaste desses equipamentos, reduz sua vida útil e gera maior 
necessidade de manutenção dos mesmos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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